แร่รัตนชาติ

     แร่รัตนชาติเป็น “อโลหะ” ที่มีความสำคัญต่อเศรษฐกิจของประเทศไทยเป็นอย่างมาก เพราะเป็นสินค้าส่งออกที่ทำรายได้ให้มาก โดยเฉพาะเพชรพลอยที่แปรรูปเป็นอัญมณีแล้ว
สถาบันอัญมณีศาสตร์แห่งสหรัฐอเมริกาได้ให้ ความหมายของรัตนชาติหรืออัญมณีว่า“เป็นแร่และหรือสารประกอบอินทรีย์ที่นำมาใช้เป็นเครื่องประดับ” มีสมบัติสำคัญคือ

1. ความสวยงาม

2.ความคงทน

3.ความหายาก

4.ความนิยม

5. ความสามารถในการพกพา

ส่วนสารประกอบที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตและจัดเป็นรัตนชาติ ได้แก่ 1.ไข่มุก 2.ปะการัง 3.อำพัน นอกจากนี้สถาบันดังกล่าว ยังแบ่ง อัญมณีออกเป็น 2 กลุ่มคือ

     1.เพชร

ที่มา : http://www.lks.ac.th/student/kroo_su/chem10/note9.files/image007.jpg

     2.พลอยหรือหินสี

ที่มา : http://www.isc-gspa.org/news/image/2009219175741.jpg

     บ่อพลอยที่เป็นแหล่งผลิตรัตนชาติที่สำคัญและเก่าแก่ของไทยอยู่ที่จังหวัดจันทบุรี ตราด และกาญจนบุรี ส่วนเพชรพบปนอยู่ในลานแร่ดีบุกที่จังหวัดภูเก็ตและพังงา แต่ปริมาณน้อยและคุณภาพต่ำมาก แร่รัตนชาติ ที่มีชื่อเสียงของไทย ได้แก่ ทับทิมสยาม ไพลินหรือแซปไฟร์สีน้ำเงิน บุษราคัม
ทับทิมสยามและไพลินเป็นพลอยในตระกูลแร่ คอรันดัม มีส่วนประกอบหลักเป็น อะลูมิเนียมออกไซด์ โดย มี Al ร้อยละ52.9 และ O ร้อยละ 47.1 โดยมวล การที่พลอยตระกูลคอรันดัมมีสีแตกต่างกันเนื่องจากมีธาตุอื่นเป็นมลทิน เช่น
• ถ้ามี Cr จะทำให้เนื้อพลอยมีสีชมพูจนถึงสีแดงเข้ม ซึ่งเรียกว่า “ทับทิม”
• ถ้ามี Fe จะทำให้พลอยมีสีเขียวอ่อน สีเหลือง หรือสีน้ำตาล
• ถ้ามีทั้ง Fe และ Ti ปนด้วยกัน จะทำให้พลอยมีสีน้ำเงินอ่อนถึงสีน้ำเงินเข้ม เรียก “ไพลิน”
• ถ้ามีแร่รูไทล์ ปนอยู่ จะทำให้พลอยมีลายเส้นเหลือบๆ หรือ รูปดาว เรียกว่า “พลอยสาแหรกหรือพลอยสตาร์”
การตรวจสอบเพชรและพลอยเพื่อจำแนกชนิดหรือเพื่อพิสูจน์ว่า เป็นของแท้หรือเทียม จะใช้เครื่องมือและวิธีการเฉพาะ เพื่อตรวจสอบสมบัติที่ปรากฏ เช่น ความแข็ง ความถ่วงจำเพาะ รูปลักษณะของผลึกที่เกิดตามธรรมชาติ เป็นต้น ซึ่งเป็นสมบัติเฉพาะของรัตนชาติแต่ละชนิด

     แร่รัตนชาติแต่ละชนิดมีความแข็งหรือความทนทานต่อการขูดขีดได้ไม่เท่ากัน นักธรณีวิทยาชาวเยอรมัน ชื่อ เฟดริก โมส์ ได้จัดระดับความแข็งของแร่ตั้งแต่อ่อนที่สุดจนถึงแข็งที่สุดไว้ 10 ระดับ โดยเพชร เป็นแร่ที่มีความแข็งที่สุด และ โดยทั่วไปแร่รัตนชาติจะมีความแข็งสูงกว่า 6

     เพชรเป็นอัญมณีที่มีความแข็งที่สุด ประกอบด้วยผลึกของธาตุคาร์บอน มีโครงสร้างเป็นร่างตาข่าย ไม่นำไฟฟ้า แต่นำความร้อนได้ดีที่สุด และดีกว่าทองแดง 5 เท่า จึงถูกนำไปใช้ทำส่วนประกอบของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ปัจจุบันสามารถสังเคราะห์เพชรได้ โดยอัดแกรไฟต์ภายใต้ความดัน 50,000-100,000 บรรยากาศ ที่อุณหภูมิ 2000 ^oC โดยมีโครเมียม เหล็ก หรือแพลทินัมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เพชรที่ได้จะมีความแข็ง ความถ่วงจำเพาะ ค่าดัชนีหักเหแสง และโครงสร้างผลึกเหมือนกับเพชรธรรมชาติ แต่การผลิตเพชรจะเสียค่าใช้จ่ายสูงมาก

ที่มา : http://img112.imageshack.us/i/diamond2dp4ga3.png/

     ส่วน ทับทิม ไพลิน และบุษราคัม มีระดับความแข็ง ความถ่วงจำเพาะ และค่าดัชนีหักเหแสงเท่ากัน จึงจัดเป็นแร่ชนิดเดียวกัน แต่มีสีแตกต่างกันเนื่องจากมีธาตุมลทินในเนื้อพลอยแตกต่างกัน

ที่มา : http://www.ngthai.com/0802/images/feat_ruby.jpg

     ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีช่วยให้มีการเพิ่มคุณภาพของแร่ได้หลายวิธี เช่นการเจียระไน การเผา การอาบรังสี การย้อมเคลือบสี และการฉายแสงเลเซอร์ วิธีการเหล่านี้ช่วยให้อัญมณีมีความงดงามและมีคุณค่ามากขึ้น

     การเจียระไน เป็นเทคนิคที่ทำให้อัญมณีมีความแวววาวเป็นประกายและมีสีสันเด่นชัดขึ้น โดยใช้เครื่องมือทำให้เป็นเหลี่ยม เพื่อให้แสงหักเหสะท้อนกลับไปมาภายในผลึกและสะท้อนออกด้านหน้า

ที่มา : http://anantajewelry.com/picture/education/diamond_shape.jpg 

          การเผาพลอย
          การเผาพลอยหรือการหุงพลอย คือ การทำให้พลอยมีสีสันสวยงามยิ่งขึ้น โดยการนำพลอยมาให้ความร้อนในช่วงอุณหภูมิและภาวะที่เหมาะสม จนธาตุต่างๆในเนื้อพลอยใสขึ้นและมีสีเปลี่ยนไปถาวร

          การย้อมเคลือบสี คือการเผาพลอยรวมกับสารเคมีบางชนิด ทำให้พลอยมีสีสันสวยงามขึ้น สารเคมีที่ใช้จะมีส่วนผสมของธาตุมลทินที่ทำให้พลอยชนิดนั้นเกิดสีตามธรรมชาติ แต่จะแตกต่างกับการเผาพลอยตรงที่ สีที่เกิดขึ้นสามารถอยู่ได้เพียงชั่วคราวเท่านั้น

          การอาบรังสี คือการนำพลอยไปอาบรังสีแกมมาจากโคบอลต์-60 ทำให้สีเปลี่ยนแปลง

          ปัจจุบันมีการนิยมทำเพชรเทียมกันมากขึ้นเนื่องจากเพชรธรรมชาติหายากและมีราคาแพง โดยเพชรเทียมที่ได้รับความนิยาสูงสุดคือ เพชรรัสเซีย หรือคิวบิกเซอร์โคเนีย เพชรเทียมมีการกระจายแสงสูงกว่าเพชรธรรมชาติจึงทำให้เป็นประกายแวววาว และมีความถ่วงจำเพาะสูงกว่าเพชรธรรมชาติมาก
ในการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ มีการนำแผ่นฟิล์มเพชรบางๆซึ่งได้จากการทำเพชรสังเคราะห์ โดยการเผาแก๊สมีเทนหรือ อะเซติลีนสลายพันธะได้อะตอมของคาร์บอนเกาะติดบนแผ่นฟิล์มซิลิคอน เป็นแผ่นเพชรช่วยถ่ายเทความร้อนออกจากวงจรอิเล็กทรอนิกส์

ขอบคุณข้อมูลจาก : รายงานของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ห้อง 29 ปีการศึกษา 2549 โรงเรียนเตรียมอุดมศึกษา